金属结合剂CBN磨具的特性

发布时间: 2020-06-04 发布者: 富耐克应用研究中心

随着高速磨削和超精密磨削技术的迅速发展,对砂轮提出了更高的要求,金属结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著特性而在生产中得到了广泛的应用。金属结合剂CBN磨具根据原料种类及生产工艺形式的不同又分为烧结型金属结合剂和电镀及钎焊型金属结合剂磨具,主要应用在高速钢刀具、PCD刀具刃口抛光磨削,汽车凸轮轴和曲轴外圆磨削等领域。烧结型金属结合剂CBN磨具具有强度高、韧性好、导热性好、使用寿命长等优点。根据结合剂中金属元素及合金成分的不同,又可以分为铜基、钴基、钛基和铁基等类别。电镀和钎焊型CBN磨具是利用电镀和钎焊工艺,将单层的CBN磨粒通过银、镍或钛等金属黏结剂固结在金属基体上,这样制成的磨具磨粒裸露高度在40%以上,大大增加了容屑空间,能使磨粒在磨削时更锋利。

金属结合剂CBN砂轮与其他类型砂轮相比,具有如下几点优势:

(1)单位体积内磨粒的利用率高。与普通砂轮相比,金属结合剂CBN砂轮在单位砂轮体积中含有较少的磨粒,在相同的总切入力条件下,金属结合剂CBN砂轮的各个工作磨粒上将具有更大的切入压力,且磨料极大部分都按正常的“切削”状态工作,不正常的“摩擦”和“耕梨”状态少,因此形成的切屑较粗大。

(2)与陶瓷结合剂和树脂结合剂砂轮相比,可承受的磨削压力更高。这是由于金刚石结合剂CBN砂轮的磨粒对工件的总压力使得CBN磨粒与工件保持紧密接触,CBN磨粒和它的结合剂支撑非常强固。

(3)可长时期地保持切削锋利性。

金属结合剂CBN磨具使用的CBN磨料,在品种和性能方面,与陶瓷结合剂与树脂结合剂磨具的CBN磨料有所不同,关于CBN磨料的选择有如下几点要求:

(1)CBN磨料的强度,一般要求采用具有中等强度系列的品种。

(2)对于粒度的选择,需根据加工工序和粗糙度的不同要求,依据粗磨-半精磨-精磨的顺序,其粒度一般可在50/60~230/270的范围内选择,这些粒度相对应的加工粗糙度一般可达到Ra1.6 ~0.2。

(3)用于金属结合剂CBN磨具制备的CBN磨料,其颗粒形状应具备的特点是:结晶形状较好,一般为块状,是等积形结晶;晶体表面较光滑,棱角规则。具有以上这些特点的颗粒,具有中等强度和中等脆性。颗粒形状不仅是决定强度的重要因素,而且还是影响堆积密度的重要因素之一。

(4)表面质量要求严格。CBN磨料的表面状态如何,关系到CBN磨料与金属结合剂之间的结合强度,从而影响磨具的硬度和强度,最终影响磨具的使用寿命。

工具寿命与加工效率是金属结合剂CBN砂轮的主要性能指标,如何充分发挥超硬磨料的作用,增强金属结合剂对CBN磨料的把持能力依然是影响金属结合剂CBN砂轮寿命的关键因素。

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